建筑模板鋼熱軋過程有限元分析及仿真系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、建筑模板鋼屬于異型斷面型鋼的一種，由于其橫截面形狀比較復雜，通常應用于許多特定場合。目前，建筑模板鋼在城市建筑、廠區(qū)建設(shè)、港口、電廠設(shè)施、鉆井平臺、橋梁和地鐵等各行業(yè)得到廣泛應用。由于建筑模板鋼軋制是在高溫高壓的條件下進行，成形工藝較為復雜，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生多種軋制缺陷，難以對軋件成形情況進行實時觀測，這就需要借助于有限元法分析軟件完成熱軋過程的仿真分析，以期達到優(yōu)化建筑模板鋼的生產(chǎn)工藝參數(shù)、控制最終產(chǎn)品成形質(zhì)量的目的。
　　本文

2、以建筑模板鋼C158為例，應用大型商用有限元分析軟件ABAQUS對其熱軋生產(chǎn)過程進行全道次數(shù)值仿真分析。以某大型鋼鐵集團有限公司實際生產(chǎn)工藝流程為基礎(chǔ)，建立建筑模板鋼軋輥、軋件幾何模型，設(shè)置邊界條件及相互作用關(guān)系等參數(shù)，完成包含開坯粗軋、萬能精軋的全過程分析仿真。
　　本課題分析了建筑模板鋼的熱軋生產(chǎn)工藝流程，并利用AutoCAD進行建筑模板鋼二維模型圖紙繪制。將二維模型導入ABAQUS建立軋輥、軋件的幾何模型，通過設(shè)置材料屬性、

3、分析步、初始邊界條件、載荷及網(wǎng)格劃分等參數(shù)，進行建筑模板鋼熱軋過程有限元分析。通過仿真分析，得到建筑模板鋼整個熱軋過程中軋件溫度場、應力場等的分布情況及金屬流動規(guī)律。在有限元法仿真分析過程中，采用網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)保障軋件信息的準確傳遞及軋制過程的順利進行。
　　本課題采用支持二次開發(fā)的ABAQUS軟件平臺，并嵌入網(wǎng)格重構(gòu)與前處理和后處理腳本的Python程序構(gòu)建仿真系統(tǒng)。通過開發(fā)自定制的建筑模板鋼熱軋過程圖形用戶界面，將軋制過程涉及的

4、幾何建模、高壓水除鱗、開坯粗軋、萬能精軋及軋后冷卻五個模塊進行集成，使得用戶能夠直接輸入建筑模板鋼熱軋工藝參數(shù)完成仿真分析，實現(xiàn)整個軋制過程仿真模塊化、參數(shù)化，操作界面簡潔化。
　　以建筑模板鋼C158為例，應用ABAQUS進行熱軋成形中軋件溫度場、應力場及金屬流動情況的分析，為軋制工藝規(guī)程優(yōu)化、軋件形狀控制及軋輥孔型設(shè)計等提供可靠的設(shè)計依據(jù)。本課題開發(fā)的建筑模板鋼熱軋過程綜合仿真系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑模板鋼熱軋過程全道次的仿真分析